一種沿湖路堤滲流和變形特征試驗裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種沿湖路堤滲流和變形特征試驗裝置及其試驗方法，該裝置分為三個部分，第一部分為試驗裝置，包括矩形有機玻璃容器、多孔有機玻璃隔板；第二部分為測量裝置，包括土壓力盒、孔隙水壓力計、含水率測試儀、沉降桿、應力應變測試儀；第三部分為供水裝置，包括水箱、增壓泵、流量控制器、導水管。以上三個部分結合緊密、共同工作。試驗時首先將多孔有機玻璃隔板固定，然后在矩形有機玻璃容器內填筑所要測試的土體，在填筑過程中安裝測試裝置，最后打開供水裝置，以此來模擬沿湖路堤的單側浸水的情況。通過利用埋設在不同土層的測量裝置觀測路堤一側浸水過程中土體內部孔隙水壓力，含水率，土壓力及其變形等一系列的變化，得到不同路堤土體，在單側浸水條件下的滲流和變形規律。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種沿湖路堤土體滲流和變形特征試驗裝置。該裝置可以模擬沿湖路堤在單側浸水條件下路堤土含水率、孔隙水壓力、土壓力以及變形等一系列變化。此專利技術還涉及該試驗裝置的使用方法。
技術介紹
目前，路堤的浸水變形已經成為公路、鐵路領域不可忽視的問題，由路堤變形引起的交通事故時有發生。尤其是沿湖路堤的浸水沉降變形問題尤其的嚴重，路堤在單側浸水情況下發生不均勻的沉降，可見水進入路堤土體是引起沉降變形的主要原因。水在路堤土體引起沉降的同時伴隨著土體孔隙水壓力、含水率、土壓力等一系列的改變。本實驗裝置以及試驗方法對沿湖路堤在單側浸水條件下土體的滲流以及變形特征的研究具有重大意義。現有對土體進行的浸水沉降試驗大部分針對黃土，試驗方法大都是針對降雨條件下對土體沉降試驗，并沒有對土體單側浸水條件下土的滲流以及沉降變形做相關的試驗，更沒有系統對路堤土體滲流期間沉降變形與土體含水率、土壓力、孔隙水壓力之間的關系進行研究。因此設計了一種能夠模擬沿湖路堤單側浸水條件下觀察土體滲流和變形的裝置，該裝置也要實現對土體含水率、孔隙水壓力、土壓力等變化的持續觀測，以便分析上述變化與土體變形的關系
技術實現思路
本專利技術要解決的問題是設計一種沿湖路堤在單側浸水條件下觀測路堤土滲流以及變形特征的試驗裝置，并且能夠持續觀察在滲流過程中土體含水率、孔隙水壓力、土壓力等一系列的變化。為了解決上述技術問題，本專利技術提供一種沿湖路堤滲流和變形特征試驗裝置，該裝置分為三個部分，第一部分為試驗裝置，包括矩形有機玻璃容器、多孔有機玻璃隔板；第二部分為測量裝置，包括土壓力盒、孔隙水壓力計、含水率測試儀、沉降桿、應力應變測試儀；第三部分為供水裝置，包括水箱、增壓泵、流量控制器、導水管。所述沿湖路堤滲流和變形特征試驗裝置整體布局是：在矩形有機玻璃容器其中一個短邊側面設有出水口，所述出水口內側固定多孔有機玻璃隔板；所述在矩形有機玻璃容器的長邊側壁鉆有48個鉆孔，這48個鉆孔用來安裝含水率測試儀、土壓力盒、孔隙水壓力計；所述土壓力盒、孔隙水壓力計與矩形有機玻璃容器外部的應力應變測試儀相連；所述矩形有機玻璃容器的外部設有供水裝置包括水箱、增壓泵、流量控制器、導水管；所述矩形有機玻璃容器的上部設有固定尺用來固定沉降桿。所述矩形有機玻璃容器由有機玻璃制成，該容器的長邊為1240mm，短邊為540mm，高度為1820mm，矩形有機玻璃容器的壁厚為20mm；矩形有機玻璃容器其中一個長邊所在的側面鉆孔24個，分為4列每列鉆孔6個，每個鉆孔的直徑為15mm，并且上下左右相鄰兩鉆孔圓心之間的距離為240mm，最底層鉆孔的圓心距離矩形有機玻璃容器內側底部240mm；在這24個鉆孔的對稱位置另外鉆24個直徑為20mm的鉆孔；在這48個鉆孔設置完畢后，在矩形有機玻璃容器其中一個短邊所在側面距離頂部100mm的中間位置設置一個直徑為20mm的出水口。所述多孔有機玻璃隔板距離出水口內側20mm的位置固定，該多孔有機玻璃隔板厚為5mm、長邊為498mm高度為1680mm其面上均勻布滿直徑為3mm的圓孔。所述固定尺為長540mm,寬20mm，厚10mm有機玻璃制成，在固定尺中心位置設有直徑為18mm的圓孔，距離該圓孔圓心120mm的上下位置分別設置兩個相同直徑的圓孔，固定尺上的這3個圓孔用來安裝沉降桿，這樣的固定尺一共設置4個，固定尺之間的間隔為240mm。所述沉降桿包括內桿以及護筒，其中護筒直徑為16mm固定在固定尺上，當矩形有機玻璃容器內的土體沉降時內桿就會同步下沉，內桿上標有刻度，量程為0~100mm，精度為1mm。本專利技術提供一種沿湖路堤滲流和變形特征試驗裝置及其試驗方法，試驗步驟如下：步驟一、檢查試驗裝置各部分是否可用，固定好多孔有機玻璃隔板，并準備好試驗所需要的土體；步驟二、將土體按照試驗所需要的壓實度和含水率進行分層填筑，在填土過程中每當到達直徑為15mm鉆孔時安裝含水率測試儀，當到達直徑為20mm的鉆孔時安裝土壓力盒、孔隙水壓力計并將這兩種裝置導線在鉆孔處引出，并且保證兩者之間的水平距離為20mm，然后用玻璃膠將鉆孔封堵；步驟三、繼續填土直到填土的高度到達1680mm，然后在多孔有機玻璃隔板與矩形有機玻璃容器之間填筑直徑大于3mm的砂礫,填筑砂礫的高度為1680mm；步驟四、將固定尺以及沉降桿安裝完畢，然后將含水率測試儀通電調試好，并將土壓力盒和孔隙水壓力計分別與應力應變測試儀相連并調試好裝置；步驟五、將供水裝置打開，并保證有多余的水在出水口流出，通過流量控制器保證水的液面不超過出水口；步驟六、在供水過程中對土壓力盒、含水率測試儀、孔隙水壓力計、沉降桿等裝置進行觀測并記錄數據；步驟七、將試驗完成的土樣取出，重新調整土體的類型或者土的壓實度，重復步驟二到步驟六。采用上述技術方案的沿湖路堤滲流和變形特征試驗裝置及其試驗方法，本專利技術的創新之處在于：在試驗裝置矩形有機玻璃容器的側壁不同位置進行了打孔設計，這樣可以通過安裝在不同土層和土層頂部的設備對土體的滲流和沉降變形進行持續、全方位的觀測，該試驗裝置真正實現對路堤單側浸水條件下滲流以及變形特征的研究。本專利技術試驗裝置構造簡單，成本低廉，拆裝方便，可以重復利用。該試驗裝置可以研究不同土體類型，不同壓實度條件下路堤土的滲流和沉降變形過程。此外供水裝置調節簡便、易于控制。試驗裝置的主體矩形有機玻璃容器頂部設置出水口，有效的控制了試驗時液面的高度。附圖說明圖1是本專利技術整體主視圖圖2是本專利技術矩形有機玻璃容器的整體圖圖3是本專利技術矩形有機玻璃容器的右視圖圖4是本專利技術供水裝置的整體圖圖5是本專利技術多孔有機玻璃隔板的整體圖圖6是本專利技術固定尺的整體圖。具體實施方式下面結合附圖，詳細說明一種沿湖路堤滲流和變形特征試驗裝置的具體實施方式如圖1該裝置的整體布置：矩形有機玻璃容器（1）其中一個短邊側面設有出水口（3），所述出水口（3）內側固定多孔有機玻璃隔板（2）；所述在矩形有機玻璃容器（1）的長邊側壁鉆有48個鉆孔，這48個鉆孔用來安裝含水率測試儀（4）、土壓力盒(5)、孔隙水壓力計(6)；所述土壓力盒（5）、孔隙水壓力計（6）與矩形有機玻璃容器（1）外部的應力應變測試儀（7）相連；所述矩形有機玻璃容器（1）的外部設有供水裝置包括水箱(10)、增壓泵（11）、流量控制器（12）、導水管（13）；所述矩形有機玻璃容器（1）的上部設有固定尺（8）用來固定沉降桿（9）。如圖2、3矩形有機玻璃容器由有機玻璃制成，該容器的長邊為1240mm，短邊為540mm，高度為1820mm，矩形有機玻璃容器的壁厚為20mm；矩形有機玻璃容器其中一個長邊所在的側面鉆孔24個，分為4列每列鉆孔6個，每個鉆孔的直徑為15mm，并且上下左右相鄰兩鉆孔圓心之間的距離為240mm，最底層鉆孔的圓心距離矩形有機玻璃容器內側底部240mm；在這24個鉆孔的對稱位置另外鉆24個直徑為20mm的鉆孔；在這48個鉆孔設置完畢后，在矩形有機玻璃容器其中一個短邊所在側面距離頂部100mm的中間位置設置一個直徑為20mm的出水口。如圖1 土壓力盒（5）測量范圍0~50kP，精度0.04kPa, 含水率測試儀（4）測量范圍0~100%，精度為0.1%，試驗時每填土240mm在直徑為20mm的鉆孔埋入上述兩種裝本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種沿湖路堤滲流和變形特征試驗裝置，其特征在于：在矩形有機玻璃容器（1）其中一個短邊側面設有出水口（3），所述出水口（3）內側固定多孔有機玻璃隔板（2）；所述在矩形有機玻璃容器（1）的長邊側壁鉆有48個鉆孔，這48個鉆孔用來安裝含水率測試儀（4）、土壓力盒(5)、孔隙水壓力計(6)；所述土壓力盒（5）、孔隙水壓力計（6）與矩形有機玻璃容器（1）外部的應力應變測試儀（7）相連；所述矩形有機玻璃容器（1）的外部設有供水裝置包括水箱(10)、增壓泵（11）、流量控制器（12）、導水管（13）；所述矩形有機玻璃容器（1）的上部設有固定尺（8）用來固定沉降桿（9）。

【技術特征摘要】
1.一種沿湖路堤滲流和變形特征試驗裝置，其特征在于：在矩形有機玻璃容器（1）其中一個短邊側面設有出水口（3），所述出水口（3）內側固定多孔有機玻璃隔板（2）；所述在矩形有機玻璃容器（1）的長邊側壁鉆有48個鉆孔，這48個鉆孔用來安裝含水率測試儀（4）、土壓力盒(5)、孔隙水壓力計(6)；所述土壓力盒（5）、孔隙水壓力計（6）與矩形有機玻璃容器（1）外部的應力應變測試儀（7）相連；所述矩形有機玻璃容器（1）的外部設有供水裝置包括水箱(10)、增壓泵（11）、流量控制器（12）、導水管（13）；所述矩形有機玻璃容器（1）的上部設有固定尺（8）用來固定沉降桿（9）。2.根據權利要求1所述一種沿湖路堤滲流和變形特征試驗裝置，其特征在于：矩形有機玻璃容器（1）由有機玻璃制成，該容器的長邊為1240mm，短邊為540mm，高度為1820mm，矩形有機玻璃容器(1)的壁厚為20mm；矩形有機玻璃容器（1）其中一個長邊所在的側面鉆孔24個，分為4列每列鉆孔6個，每個鉆孔的直徑為15mm，并且上下左右相鄰兩鉆孔圓心之間的距離為240mm，最底層鉆孔的圓心距離矩形有機玻璃容器（1）內側底部240mm；在這24個鉆孔的對稱位...

【專利技術屬性】
技術研發人員：何忠明，劉登生，曾鈴，
申請(專利權)人：長沙理工大學，
類型：發明
國別省市：湖南;43